登陆注册
6695900000030

第30章 不断创造科学辉煌

发现电磁感应定律后,法拉第又对电现象进行了大量广泛而深入的研究。他有一个坚定的信念,大自然是统一的、和谐的。

大自然中万物纷呈,变化无穷。电,能生光、生热、生磁,引起各种化学反应;反过来化学作用也能产生电,磁也能产生电。

法拉第以为,所谓的电、光、热、磁,以及化学亲和力、万有吸引力,这些无所不在、千变万化的力,实质上是源于大自然的同一的力。它们只不过是名称不同、表现形式各异罢了。

根据这个认识,法拉第开始研究电的统一性。到那时候为止,除了雷电之外,已经发现的有五种不同来源的电,摩擦电、伏打电、热电、动物电和磁感应电。

这五种电有相同的地方,也有不相同的地方。有人认为它们是同一种东西,有人则认为不是。众说纷纭,莫衷一是。

法拉第对这五种电进行了全面的考察,他将电的效应归纳为静电的与电流的两大类,电流的效应又分为发热、磁、化学分解、生理效应、电火花五种。

法拉第根据自己的实验结果,证明了前三种电有静电与电流的全部效应,动物电显示了生理、磁、化学等三种效应,热电只显示生理效应和磁效应。

法拉第把这几种电间的差别归因于“电量”和“强度”的不同,而不是本质的不同。

于是,法拉第得出了结论“不论电的来源如何,它们的本性都是相同的。”法拉第用电的同一性,为他的信念“自然是统一的”提供了有力的论据。

电的同一性研究直接导致法拉第发现了电解定律。19世纪初,人类对电的研究还很粗浅,对于物质结构与电的关系,更是茫然无知。

电是什么?物质是什么?电、物质结构与化学变化之间又有何关系?对于这些问题,各国科学家争论不休。

有人认为,电就是一种微粒,构成了物质;有人认为,电是物质微粒的一种振动,就像热那样;有人则提出:电是流体。

德国科学家格罗图斯提出一种假说,认为产生伏打电的伏打电池实际上是块电磁铁。

戴维则主张,电是与分子不可分离的一部分。安培提出有分子电流存在,并用分子电流来解释了磁铁的磁性,但认为分子电流的电量是“组成分子的原子分解以后的产物”。

德拉里弗却又主张:电和物质是两种不同的东西,是可以各自独立存在的。

电、分子、化学变化的内部机制,这些都是微观现象,是无法直接观察到的,要从人们能够观察的宏观现象去推断微观的结构,是相当困难的事,难免会出现种种混乱与错误。

1832年,法拉第开始从事电化学研究的时候,面临的正是这样的各种理论纠缠在一起、难以分辨真理与谬误的局面。

针对这种情况,法拉第首先了解各种意见,进行鉴别比较。对每家的理论学说,分别实验,检验其正确与否和实用价值。

对于自己的种种设想,法拉第也是用实验来验证。

在走过了许多的弯路、碰了一次又一次的钉子后,法拉第最后终于找到了研究电化学规律的办法,就是称量出电极上析出的物质重量,把它与流过电极的电量进行比较。

于是,法拉第试图发明一种能够测量“电”量的大小的仪器,以确定各种电之间量的关系。但用什么方法来制造这样一种仪器呢?

才思敏捷的法拉第想到了电解方法。电解现象早已发现了,并已被科学家们用来获取或提炼某些化学元素。

法拉第想,电解时分离出来的物质的量一定是与通电量的多少有关,比如水电解时产生了氢和氧两种气体,那么能否根据电解时从电极上逸出的气体量的多少,来计算出通过水的电量呢?

想到这些,法拉第又进行了大量的实验。经过大量实验证实了他的想法:电解时分离出来的物质数量与通电量两者之间存在着严格的量的关系。

于是,电量计创制出来了。同时,一个远比电量计更为重要的规律也随之问世了,这就是著名的“法拉第电解定律”。

电解定律是法拉第在研究与发明电量计过程中的意外收获,也可以说是电量计的副产品,但其重要性却是电量计的千百倍。

这如同一个进行潜水锻炼的爱好者,在进行锻炼,达到了强健体魄目的同时,在水中发现了古代装满贵重物品的沉船。

生物进化论奠基者达尔文说过:“科学就是整理事实,以便从中得出普遍的规律或结论。”法拉第电解定律的创立过程,非常清楚地印证了达尔文的这句名言。

电解定律完全是从大量的实验与浩如烟海的实验数据中发现的,是通过实验数据的汇集、分析、整理和总结得出的规律。

法拉第之所以能够发现这个规律,除了他的坚韧毅力与极为细致、负责的工作态度外,还缘于他的敏锐观察能力和他对电学与化学两门学科兼通的本领。

而法拉第在青少年时期,在利博的订书店,通过刻苦自学所打下的坚实的实验能力与电学、化学知识的基础,无疑也是一个重要的成功因素。

电解定律找出了电解的时候物理现象和化学现象定量的联系,成为化学的基本定律。电化学的开创人是戴维,法拉第却把它向前推进了一大步,将老师的学说发扬光大了。

法拉第在电化学学科中取得了如此大的成绩,被公认为电化学的先驱。两条电解定律是电化学的基础,直到今天仍在电解与电镀工业上广泛应用。

另外,法拉第电解定律还有更深一层的意义:它的光芒照亮了半世纪后电子论的发展道路,为发现原子的内部结构奠定了初步的理论基础。

此外,法拉第对电介质和导体进行了深入的研究。通过大量细致的实验,他认为当时电学中所使用的旧名称十分混乱,不但词不达意而且常有谬误。

法拉第认为随着新的电学理论的出现,对旧的名称来一次更换清理十分有必要。

于是,法拉第断然地废除了一些过时的旧名称,更换了新名。如电极、阳极、阴极、电解质、电解、离子等,就是他首创的,直到今天,人们仍在使用。

法拉第不知疲倦地探索着。1836年,他又发现了静电屏蔽现象。他把一个金属同笼子放在绝缘板上,在笼子的里面和外面各放一个金箔验电器,同时,用金属链分别把验电器的金属球和笼子连接起来。

当金属同笼子带电的时候,笼外验电器的金箔便会张大,笼里验电器的金箔依旧下垂,丝毫没有带电的现象。

它表明电荷只分布在导体的表面,金属同笼子能够对内部物体起到电的屏蔽作用,这便是静电屏蔽现象。

由此法拉第确信,如果有金属网的屏蔽作用,即使人站在闪电中,也不会被击伤。

此时法拉第想起了富兰克林的风筝试验。富兰克林冒着生命危险,从空中攫取了闪电。勇气固然可佳,但却十分的冒险。他决定做一个同样惊人动魄的试验,然而却十分的安全。

1836年1月,法拉第表演了一次令观众们大惊失色的实验。他建造了一个巨大的金属框架,长、宽、高各为3.622米,之后他用一层铜网把金属框架罩住,同时把一部巨大的起电机同铜网相接。

这部起电机能产生很高的电压,足以把人击毙。他安然地走进框架,站于金属网的中央,然后吩咐助手准备实验。

起电机开动了,只见伴着“劈劈啪啪”的巨响,电火花在铜网上飞溅。法拉第泰然自若地站在网中央,面带平静的微笑。

由于“闪电”只是发生在铜网的外面,法拉第安然无恙,连一根毫毛都没受到损伤。他用自己的身体,富有戏剧性地证明了静电屏蔽的真理。

同时,法拉第还发现了储存电荷的方法。他发现,如果正负电荷之间隔一层绝缘体,比如玻璃或者空气,一个导体上的电荷就不会跳到另一个导体上去。

除非连接两个导体,让电荷释放出来,否则电荷将储存在两个导体上,它们之间不会发生什么关系。

依据这个原理,法拉第制成了储存电荷的电容器。人们为了纪念法拉第的发现,后世用他的名字来命名电容的单位,简称“法拉”。

经过几年的潜心研究与实验,可以说法拉第的研究已硕果累累。

直到今天,法拉第的理论仍然在中学物理课本的电学内容中占据着重要位置。法拉第的名字已是人人皆知,家喻户晓。

同类推荐
  • 告诉你一个拿破仑的故事

    告诉你一个拿破仑的故事

    精选了拿破仑人生中富有代表性的事件和故事,以点带面,从而折射出他充满传奇的人生经历和各具特点的鲜明个性。通过阅读《告诉你一个拿破仑的故事》。我们不仅要了解他的生活经历,更要了解他的奋斗历程,以及学习他在面对困难、失败和挫折时所表现出来的杰出品质。
  • 纪伯伦全集(第四卷)

    纪伯伦全集(第四卷)

    从这本书中你可以看到一个慷慨激昂、横眉冷对的纪伯伦;一位细腻、性感的纪伯伦;一位感性、沉默的纪伯伦;一位对未来充满希望、现在充满斥责的纪伯伦……或许这才是他作为20世纪最富盛名的思想家该有的一面。文中饱含纪伯伦对时代、民族、家国的忧思,因为这本书,他足以和鲁迅一起留名青史。
  • 罗斯福(名人传记丛书)

    罗斯福(名人传记丛书)

    本书讲述了美国第32任总统罗斯福的事迹。身残志坚的罗斯福总统在第二次世界大战以及战后世界秩序重建中发挥了重要影响,被评为美国历史上最伟大的总统之一,与华盛顿、林肯齐名。
  • 蒙哥马利(名人传奇故事丛书)

    蒙哥马利(名人传奇故事丛书)

    伯纳德·劳·蒙哥马利伯纳德·劳·蒙哥马利(Bernard Law Montgomery,1887年11月17日-1976年3月25日),英国陆军元帅。第二次世界大战中盟军杰出的指挥官之一,1943年,参加攻占西西里和登陆意大利,1944年统率盟军进入法国,6月6日指挥盟军进攻诺曼底,取得了诺曼底登陆作战的胜利。后晋升陆军元帅,受封子爵,1946-1948年任帝国总参谋长。
  • 罗曼·罗兰 契诃夫(中外名人的青少年时代丛书)

    罗曼·罗兰 契诃夫(中外名人的青少年时代丛书)

    罗曼·罗兰是法国思想家,文学家,批判现实主义作家、音乐评论家和社会活动家。契诃夫是俄国小说家、戏剧家。本书对其二人的家世、家教、兴趣爱好以及对其一生有影响的人和事做了翔实叙述,探究了二人成功的主要原因。阅读此书有利于青少年形成正确的人生观,从而为其以后的人生打下坚实的基础。
热门推荐
  • 最强教练

    最强教练

    超级强者归隐都市,本想安心的成为一名驾校教练,没事逗逗妹纸子御姐啥的,但生活中突然闯进了美女总裁,令他大失方寸!什么?非得强拉着我假装你未婚夫,凭啥啊!你看看我教过的学徒,这萌腻校花,这飒爽警花,这柔情小护士,这长腿女主播,哪个不比你强啊?行了,不能再多了,我倒贴131块4毛当你未婚夫算了!
  • 素颜尘埃

    素颜尘埃

    人生中总有那么一段过去是会让你珍藏回味,让你想回到当时。那会儿,不懂感情,不懂金钱,活得张扬既纯粹。大清早的煎饼味,耀眼的午后阳光,晚上还能看得到星星的夜幕。每个人的一生都是一本书,里面有好多章节。打从我们出生起,故事就开始了......
  • 等等,冷少的唯爱恋人

    等等,冷少的唯爱恋人

    初识,恰好是在她失恋的时候,他无微不至的关怀,慢慢走进她的心;三年来,心心相印,让爱沉沦。亲人离世,病痛的折磨,一场平常的误会却是绝望时压垮内心的最后一根稻草;五年后,她的归来,是否还能掀起曾经的爱恋!
  • 乱章文

    乱章文

    因为我发觉QQ阅读大多都为长篇,有时候没有时间看,就打算写写短篇,第一次写文,大家各抒己见吧!谢谢每一个观看的人,小女文采不好,请多多见谅!
  • 嗜血王爷:邪妃太逆天

    嗜血王爷:邪妃太逆天

    她乃现代特工,身怀绝技,百毒不侵,只因辰的背叛成为废材小姐。当她变成她,命运的轮廓开始转动,她将一手遮天,用自己的能力取得这世间的一切,她将站上世界的顶峰,成为前无古人后无来者的传奇人物。他是当今名扬四海的举世王爷,他天生疾病,身体冷如死人,近他三尺之人,必死无疑,因而获号为“鬼王”。她与他的相见是碧落的安排,他为她屡次打破例子,放下尊严,不惜与天下人为敌,无论她身在何处,他永远都是她身后最坚硬的后盾,成为她最贴心的依靠,护她周全。他不求世间的一切,只为她的真心相伴。神奇的传说在他们面前涌现,神秘的人物出现在他们的眼前,千年的相思,换来他们永世的爱。他们的离别不是不见,而是为了再次的相爱。
  • 弱爆的酱油

    弱爆的酱油

    2008年后我和许多同龄人一样高中毕业开始新的生活,在进入大学后我的生活却发生了翻天覆地的变化,见过亡魂,喜欢过不明物种女妖,被山神救过,最好的兄弟身份不明,我开始明白地球很危险,在山神的指点下我知道我原本也不属于这个空间,我是有目的性的转生,为了找到遗忘的记忆并解开封印,我开始探寻答案,这一探寻注定又要引起一些奇遇。
  • 建村记

    建村记

    书名建村记作者:焓与熵时代1.故事发生在现代;2.中医中药博大精深,两种不同属性的可食物,兴许就变更剧毒或者大力丸。但绝对不会有修仙小说那样的效果。3.山村大概范围是现在的四川省巴山县的山村里,设定地点的气候等情况会与当地参考。风俗习惯等方面可能不尽相同,当然小说里出现的村子不是实际存在的。4.山村会有美女,但绝不是不食人间烟火的仙子或者十指不沾阳春雪的富家千金模样,而是朴实的甚至有点土气的山里娃娃;5.主人公首先是一个爱读书的人,一个知识面涉猎比较多的人。才能在无人区生存下去,否则冬子也没法写下去不是吗。6.文中会有古医者或者古武者的“秘籍”出现,但是绝不会像电视剧那么夸张
  • 王源樱花树上的约定

    王源樱花树上的约定

    你看了就知道了,第一次写小说,主角是王源
  • 倾世之殇:仙本无心

    倾世之殇:仙本无心

    千年的爱恋,千年的付出,换来千年后的心伤。她是天帝的独女,万千宠爱集于一身。她是仙,他是妖。他说仙妖殊途,她便助他成仙,可他却伤她由仙堕魔。堕魔时,她只说,不怨你,只怨我,爱上了你。
  • 末世超宠

    末世超宠

    魔气入侵,生物异变,末世降临。当他人正在生气的边缘挣扎时,他却带领着自己的超宠踏上屠魔之路!